沖擊碾壓技術(shù)在軟土路基施工中的應(yīng)用

鄧可龍

（廣東省長大公路工程有限公司 廣東廣州 510000）

1 引言

在公路施工的過程當(dāng)中，如果不對(duì)軟土路基問題進(jìn)行專業(yè)有效的處理，那么在后續(xù)的公路使用中，往往會(huì)因此而引發(fā)各種各樣的質(zhì)量問題，嚴(yán)重威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。沖擊碾壓技術(shù)是目前在軟土路基施工中常用到的有效手段之一，這種技術(shù)能夠明顯減少因軟土路基表面不均勻沉陷所引發(fā)的路面受損現(xiàn)象，而且成本不高，施工快，效率高，路基的均勻性，穩(wěn)定性以及整體強(qiáng)度等均能因此得到很大改善。

2 沖擊碾壓技術(shù)的施工原理

軟土路基的主要組成成分為淤泥及粘土顆粒，同時(shí)還含有為數(shù)不多的有機(jī)物質(zhì)，這就決定了軟土路基不僅含水量相對(duì)較高，而且土壤顆粒內(nèi)部及之間的間隙也比較大。因此，軟土路基的公路在使用過程中，會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)變化以及外力作用而出現(xiàn)土壤強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低的現(xiàn)象，嚴(yán)重的公路甚至?xí)鲃?dòng)。

沖擊碾壓技術(shù)的工作原理為用大功率牽引機(jī)帶動(dòng)大噸位的壓實(shí)輪在路面上進(jìn)行連續(xù)不斷的滾動(dòng)，利用及其自身的壓實(shí)輪以及運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的沖擊慣性來破碎和壓實(shí)路面。在機(jī)器行駛的過程中，壓實(shí)輪所產(chǎn)生的沖擊能不僅能夠擊碎表面軟土，而且還能夠?qū)⑼寥浪閴K重新壓入路基，同時(shí)壓實(shí)輪周期性拍打地面所產(chǎn)生的有規(guī)律的沖擊振動(dòng)還能夠重新對(duì)土壤顆粒進(jìn)行排列，從而達(dá)到壓密壓實(shí)路基土層的目的。

3 沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用方案

沖擊碾壓技術(shù)以其高效性及可實(shí)行性被廣泛應(yīng)用到道路施工中，公路作為經(jīng)濟(jì)的載體，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的增長起著至關(guān)重要的作用。為了保障經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長，減少人民的財(cái)產(chǎn)損失，道路工程的建設(shè)質(zhì)量必須精益求精。在軟土路基的施工過程中，除了必要的沖擊碾壓技術(shù)支持外，全體工程人員還應(yīng)齊心協(xié)力營造良好的施工環(huán)境，事先討論出合理的施工方案，減少不必要的耗損，避免施工時(shí)間的浪費(fèi)，努力確保沖擊碾壓技術(shù)能夠充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3.1 施工場(chǎng)地的管理

施工場(chǎng)地確定后，應(yīng)對(duì)圖紙進(jìn)行周密測(cè)量，用全站儀準(zhǔn)確放出控制樁，然后確定邊樁，中裝的位置，還要設(shè)置明顯標(biāo)志并定期對(duì)其進(jìn)行復(fù)核。此外，施工場(chǎng)地的環(huán)境維護(hù)也非常重要，應(yīng)根據(jù)具體情況對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，使其適宜施工，還要及時(shí)清除雜物，排除隱患，等，總之要為工程的順利施工創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。

3.2 軟土路基含水量的檢測(cè)

在對(duì)土基進(jìn)行沖擊碾壓前，應(yīng)對(duì)其含水量進(jìn)行精確測(cè)量，可以對(duì)該施工區(qū)域距地表一定距離的深層土樣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)包括土壤孔隙比、天然含水率、最大干密度等，如果含水量過高或過低則要對(duì)應(yīng)采取晾曬或補(bǔ)水等措施，目的是維持最佳含水量以確保沖擊碾壓充分發(fā)揮其功能。

3.3 沖擊碾壓技術(shù)的應(yīng)用

碾壓前首先對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，確定應(yīng)拆除的通訊線路，管道，電纜等因素，確認(rèn)可以開工后先采用振動(dòng)壓路機(jī)將整個(gè)路面沖壓兩遍，然后進(jìn)行找平，最后再靜壓一遍；施工時(shí)要注意在合理范圍內(nèi)施工，避免意外發(fā)生；還要注意壓路機(jī)的操作，然后以沖壓面的中心線作軸進(jìn)行拍壓，遍數(shù)應(yīng)在25遍以上，排壓完成后，再轉(zhuǎn)為向內(nèi)沖壓。對(duì)有拆除痕跡的路面則要在原有沖壓次數(shù)上再進(jìn)行15遍以上的重復(fù)工作；對(duì)某些起伏較大的路面，應(yīng)及時(shí)用平地機(jī)處理，然后進(jìn)行后續(xù)作業(yè)，確保達(dá)到理想壓實(shí)度；如果兩相鄰路段同時(shí)進(jìn)行沖壓作業(yè)，則要確保兩路段的搭接距離不小于15m；施工時(shí)要對(duì)地面進(jìn)行灑水處理，減少揚(yáng)塵；施工路段距居民居住地較近時(shí)要相應(yīng)減少?zèng)_擊次數(shù)，但是不應(yīng)小于15遍；確保居民良好休息，盡量在工作時(shí)間施工。

3.3.1 碾壓度與沖擊碾壓層厚的關(guān)系

下層土的碾壓度直接影響著沖擊碾壓技術(shù)的最終效果，因此需要根據(jù)承包商所提供的標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)施工路面進(jìn)行碾壓度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。比如分別選取不同厚度的碾壓土層，進(jìn)行相應(yīng)的碾壓后用瑞雷波法對(duì)其進(jìn)行密度檢測(cè)，然后在碾壓完成后采用灌沙發(fā)法對(duì)其下層土進(jìn)行碾壓度的測(cè)量，從而得出不同土層厚度所對(duì)應(yīng)的最佳碾壓遍數(shù)。一般情況下，下層土的碾壓度越高，則在相同的碾壓次數(shù)下，該實(shí)驗(yàn)土層的碾壓度也越高。

3.3.2 碾壓度與沖擊碾壓次數(shù)的關(guān)系

以沖擊碾壓式壓路機(jī)為例，該種壓路機(jī)都是三瓣式的徽輪，因此對(duì)同種路表來說，該壓路機(jī)進(jìn)行一遍碾壓相當(dāng)于常規(guī)18t壓路機(jī)碾壓三遍，因?yàn)槿晔綁郝窓C(jī)每壓一遍對(duì)地表的接觸概率為1/3。當(dāng)施工土層越薄，路基的碾壓度的分布越不均勻，碾壓度的增長速度越快，且只有當(dāng)土層厚度達(dá)到0.5m虛厚0.6m時(shí)兩者之間才會(huì)有明顯的線性規(guī)律，在沖擊碾壓6遍之前，每進(jìn)行一次沖壓，其碾壓度的增長系數(shù)約為33%。

3.3.3 質(zhì)量控制

在進(jìn)行實(shí)際施工時(shí)要注意：①要確保碾壓面下1m左右深度的地基系數(shù)應(yīng)不小于80MPa/m，或其土體壓實(shí)系數(shù)大于等于0.9。②對(duì)地面完成規(guī)定次數(shù)的碾壓后，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行精確檢測(cè)，沒間隔100m就要檢查“6點(diǎn)2面”，注意斷面與路基邊緣的距離。③當(dāng)施工地面為濕陷性黃土地基時(shí)，要保證其濕陷系數(shù)在0.015以下。

此外，由于沖擊式壓路機(jī)和平輪式壓路機(jī)的工作原理略有不同，因此需要制定相應(yīng)的操作方案來保證發(fā)揮最大工作效率。比如說可以通過提高沖擊式壓路機(jī)的速度的方法，來提高虛厚條件下沖擊式碾壓機(jī)的工作效率，增加追密力度，保證位于沖擊土層下方的土層仍然可以沉降，這種處理方式在加固路基，減少沉降方面都是非常有效的。

3.4 壓實(shí)度及沉降度的檢測(cè)

要檢測(cè)路基的沉降度和壓實(shí)度，首先需要在路基上設(shè)置好沉降點(diǎn)。一般應(yīng)設(shè)在整個(gè)道路的車道中心到外緣的位置，確定好沉降點(diǎn)后須用沙子將沉降板埋到地下相應(yīng)位置。待沖擊碾壓過程完成后，分別記錄所設(shè)各點(diǎn)在沖壓前和沖壓后的高度。壓實(shí)度的檢測(cè)則需要器械輔助來完成路面的清理以及穩(wěn)定，檢測(cè)壓實(shí)度需要在沖壓完成后用灌沙法進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量頻率視具體情況而定。

4 實(shí)例分析

本文以廣東中山東部快線工程為例來說明沖擊碾壓技術(shù)在軟土路基施工中的具體應(yīng)用。

該公路路基寬32.0～45.5m，是中山至順德快速路工程的一部分，該公路沿用雙向六車道的設(shè)計(jì)，行車速度80km/h。該公路所處的自然環(huán)境為三角洲平原區(qū)，因此土壤構(gòu)成多為黃土，某些路段為軟粘土，淤泥土，承載力較低。其物理力學(xué)指標(biāo)如表1。

表1 軟土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表

4.1 施工方案

跟具該公路所處的自然環(huán)境，所以須在施工前對(duì)工地進(jìn)行相應(yīng)處理，清除地表雜物，順利排出地下水，減少土壤含水量，進(jìn)而降低水分凍脹等問題對(duì)工程造成的影響。該路段的處理方案包括以下幾點(diǎn)：

（1）鋪設(shè)防水土工布。

（2）采用填石法處理路基中出現(xiàn)的水草地，淺坑，沼澤等地段，根據(jù)淤泥的量來確定填石厚度。

（3）鋪設(shè)防水土工布前，對(duì)已填筑路基進(jìn)行沖擊，對(duì)路基進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)壓、減少路基后期出現(xiàn)沉降。

（4）在填石層上鋪筑透水性良好的砂礫等材料，并鋪下反壓護(hù)坡道。

4.2 沖擊碾壓施工方案

從工程的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合科學(xué)理論，確定該工程所采用的壓路機(jī)為三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)，牽引車采用400馬力。壓路機(jī)的工作速度應(yīng)該在10～20km/h的范圍內(nèi)，還要保證沖擊輪每圈壓實(shí)1/6的運(yùn)行軌跡。沖擊輪寬0.9m，輪距1.2m，每次碾壓重疊范圍為0.2m，兩次錯(cuò)輪碾壓即可將輪間距完全覆蓋。這樣就確定施工時(shí)需縱向沖擊6次，橫向沖擊2次，即可保證路基能收到均勻的沖擊壓力，進(jìn)而統(tǒng)一路基的強(qiáng)度提高幅度，避免漏沖，過沖等意外情況的出現(xiàn)，提高工程質(zhì)量。

4.3 施工控制

（1）把壓路機(jī)的行駛速度控制在合理的范圍內(nèi)，過快或過慢都會(huì)影響最后的施工效果。

（2）及時(shí)觀測(cè)沖擊碾壓的效果，在碾壓完成后對(duì)路基的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的觀測(cè)，一般選取的是沖擊碾壓5、10、20遍后的路基作為測(cè)量對(duì)象，待沉降量小于總量的15%時(shí)，即可停止沖擊碾壓。

（3）路表含水量也需要精確測(cè)量，偏高需要進(jìn)行晾曬，偏低則需要灑水，確保進(jìn)行沖擊時(shí)路面處于最佳含水狀態(tài)，以保證施工效果。

4.4 注意事項(xiàng)

（1）注意施工的安全距離。

（2）施工過程要根據(jù)實(shí)際情況隨機(jī)應(yīng)變，碾壓前清除地表雜物，對(duì)坑洼路面需要進(jìn)行填補(bǔ)，并在規(guī)定碾壓遍數(shù)的基礎(chǔ)上再增加碾壓次數(shù)；對(duì)起伏路面則需要借助平地機(jī)進(jìn)行平整。

（3）對(duì)需要施工但是卻在施工安全范圍意外的路段需要挖隔震溝，沖擊碾壓時(shí)還需要降低機(jī)器的行駛速度，同時(shí)反復(fù)沖壓；對(duì)構(gòu)造物的處理應(yīng)該在地基沖擊碾壓完成后再進(jìn)行。

（4）注意施工時(shí)間，減少對(duì)周圍居民造成的影響。

5 結(jié)束語

綜上所述，沖擊碾壓技術(shù)作為道路施工中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一，其操作過程和實(shí)用性直接影響著工程最后的質(zhì)量。因此在施工，中應(yīng)牢牢把握科學(xué)原理，結(jié)合工程具體的實(shí)際情況，主動(dòng)創(chuàng)造最適宜的施工條件，同時(shí)還要嚴(yán)格遵守施工工序，反復(fù)檢查施工效果，保證沖擊碾壓技術(shù)能發(fā)揮其最大的工作效率，確保工程質(zhì)量，為人民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供有力保障。

[1]交通部公路科學(xué)研究院.公路沖擊碾壓應(yīng)用技術(shù)指南[M].北京.人民交通出版社，2005：1～5.

[2]劉勝華，張偉東，竹青.高速公路路基填方?jīng)_擊壓實(shí)施工方法[J].廣東科技，2008：20～26.